A propagação de formas pré-fibrilares de alfa-sinucleína entre células enteroendócrinas e neuronais é dependente de contato célula-célula e de Rab35

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rodrigues, Paulla Vieira, 1994-
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/3491
Resumo: Orientador: Matheus de Castro Fonseca
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spelling A propagação de formas pré-fibrilares de alfa-sinucleína entre células enteroendócrinas e neuronais é dependente de contato célula-célula e de Rab35Transcellular propagation of fibrillar alpha-synuclein from enteroendocrine to neuronal cells requires cell-to-cell contact and is Rab35-dependentAlfa-sinucleínaAgregação celularInternalizaçãoDoença de ParkinsonAlpha-synucleinCell aggregationInternalizationParkinson diseaseOrientador: Matheus de Castro FonsecaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A doença de Parkinson (DP) é uma doença neurodegenerativa, crônica e progressiva. Em muitos casos de DP, a morte neuronal está relacionada com a presença de agregados intracelulares da proteína alfa-sinucleína (?Syn). A DP pode ser encontrada nas formas familiar e esporádica, no entanto, apesar da DP esporádica ser a mais comum, sua causa ainda não é bem compreendida. Uma hipótese atual indica que devido ao fato de a ?Syn incorretamente estruturada ser encontrada no sistema nervoso entérico (SNE) antes de surgir no cérebro, a DP esporádica pode se originar a partir do intestino e progredir para o sistema nervoso central (SNC). Em adição, recentemente foi descoberto que células enteroendócrinas (CEEs) presentes no epitélio intestinal possuem propriedades semelhantes a neurônios, se conectam com os neurônios do SNE e expressam a ?Syn. Essas células estão voltadas para a luz do intestino e em constante interação com o microbioma intestinal, sujeitas, portanto, à modulação influenciada por este microambiente intestinal. Reunidas, estas características fazem das CEEs uma possível peça-chave para o estudo sobre a origem e evolução da DP esporádica. Assim, o objetivo deste trabalho é investigar os mecanismos moleculares e celulares que podem estar envolvidos na translocação da ?Syn entre as CEEs e as células neuronais. Para isso, ?Syn monomérica foi produzida, purificada, submetida ao processo de formação de fibrilas pré-formadas (PFFs) e devidamente caracterizadas. Em seguida, avaliamos se as PFFs de ?Syn podem ser internalizadas por organoides cerebrais, pelo epitélio intestinal, por CEEs e por células neuronais, e se núcleos de agregação de ?Syn fibrilar podem iniciar a agregação da ?Syn endógena. Buscamos investigar quais os mecanismos envolvidos no processo utilizando as sondas vitais FM1-43, Fluo-4/AM e live imaging. Mecanismos de transferência de PFFs de ?Syn entre as CEEs e neuronais foram estudados por meio de ensaios de co-culturas na presença ou ausência de contato celular físico. Nossos resultados mostram que obtivemos sucesso na produção da ?Syn monomérica e fibrilar, esta última apresentando características de polidispersão e grande raio hidrodinâmico. As PFFs de ?Syn são eficientemente internalizados por organoides cerebrais e diretamente pelo epitélio intestinal de camundongos, o mesmo sendo observado em CEEs e neuronais isoladas e transfectadas com ?Syn-GFP. A internalização de PFFs de aSyn levou a agregação da ?Syn endógena. PFFs de ?Syn iniciam uma resposta intracelular de Ca2+ e concomitante evento de endocitose. Por último, caracterizamos a propagação de PFFs de ?Syn de células enteroendócrinas para neuronais, mostrando que este processo é dependente do contato físico célula a célula e de Rab35 GTPase. Estes insights mecanísticos da transferência de ?Syn, sugerem fortemente a conexão intestino-cérebro como uma possível rota de origem da DP esporádicaAbstract: Parkinson's disease (PD) is a chronic, progressive neurodegenerative disease. PD can be found in familial and sporadic forms, and although sporadic PD is the most common, its cause is still not well understood. In many cases, neuronal death is related to the presence of intracellular aggregates of the protein alpha-synuclein (?Syn). A current hypothesis indicates that since incorrectly structured ?Syn is found in the enteric nervous system (ENS) before it appears in the brain, sporadic PD may originate in the gut and progress to the central nervous system (CNS). In addition, it has been recently discovered that enteroendocrine cells (EECs) present in the intestinal epithelium possess neuron-like properties, connect with enteric nerves and express ?Syn. These cells face the gut lumen and are in constant interaction with the gut microbiome, being influenced by these organisms, and therefore, being modulated by the gut microenvironment. Taken together, these features make EECs a key player in the study of the origin and evolution of sporadic PD. Thus, the aim of this work is to investigate the molecular and cellular mechanisms that may be involved in the translocation of ?Syn between EECs and neuronal cells. To this end, ?Syn was produced, purified, subjected to the process of fibril formation (PFFs) and properly characterized. We then evaluated whether ?Syn PFFs can be internalized by brain organoids, the intestinal epithelium, EECs and neuronal cells and, whether these ?Syn seeds can initiate aggregation of endogenous ?Syn and sought to investigate what mechanisms are involved in the process using the vital probes FM1-43, Fluo-4/AM and live imaging. Mechanisms of PFFs transfer of ?Syn between EECs and neuronal cells were studied using co-culture assays in the presence or absence of physic cell-cell contact. We successfully produced monomeric and fibrillar forms of ?Syn, the latter exhibiting polydispersity characteristics and large hydrodynamic radius. We demonstrate that ?Syn PFFs are efficiently internalized by brain organoids and directly by mouse intestinal epithelium, the same being observed in EECs and neuronal cells isolated and transfected with ?Syn-GFP. Interestingly, internalization of aSyn PFFs led to aggregation of endogenous ?Syn. In addition, ?Syn PFFs initiate an intracellular Ca2+ response and concomitant endocytosis event. Lastly, we characterized the spread of ?Syn PFFs from enteroendocrine to neuronal cells showing that this process is dependent on physical cell-to-cell contact and on Rab35 GTPase. Thus, our results provide mechanistic insights into ?Syn transfer, strongly suggesting the gut-brain connection as a possible route of origin of sporadic PDDoutoradoBiologia CelularDoutora em Biologia Celular e EstruturalCNPQ140502/2020-3CAPES001[s.n.]Fonseca, Matheus de CastroCarvalho, Hernandes Faustino deFonseca, Cristina GuatimosimAndrade, Luciana de OliveiraAlvarenga, Érika Lorena Fonseca Costa deUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Biologia Celular e EstruturalUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASRodrigues, Paulla Vieira, 1994-20212021-12-15T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (112 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/3491RODRIGUES, Paulla Vieira. A propagação de formas pré-fibrilares de alfa-sinucleína entre células enteroendócrinas e neuronais é dependente de contato célula-célula e de Rab35. 2021. 1 recurso online (112 p.) 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